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近日，中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所新興固廢高值循環(huán)研究中心在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得了新進(jìn)展，夏聲鵬博士、趙坤研究員和鄭安慶研究員等開(kāi)發(fā)了一種雙金屬單源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型雙功能催化劑，有效地將CO₂與2-甲基呋喃共轉(zhuǎn)化生成芳香烴，同時(shí)顯著減少積碳，開(kāi)辟了可持續(xù)化學(xué)品生產(chǎn)的新路徑。相關(guān)研究成果以Co-feeding CO₂ for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO₄為題發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）。

該研究表明，Zn-Mo-O/ZSM-5雙功能催化劑不僅有效提高2-甲基呋喃和CO₂轉(zhuǎn)化率（超過(guò)97%），同時(shí)也使得目標(biāo)產(chǎn)物芳烴和一氧化碳的碳收率超過(guò)85%，副產(chǎn)物烯烴含量幾乎可以忽略不計(jì)（0.05%），催化劑上的積碳生成量從22.3%降至8.6%。 此外，CO₂的加入有效提高了反應(yīng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間從 40 分鐘延長(zhǎng)到 110 分鐘。同步輻射真空紫外光電離反射飛行時(shí)間質(zhì)譜（SVUV-PI-ReTOF-MS）、¹³C同位素示蹤、原位漫反射傅里葉變換紅外光譜（DRIFT）等先進(jìn)表征技術(shù)進(jìn)一步揭示了ZnMoO₄/ZSM-5催化劑選擇性地調(diào)控反應(yīng)中間體和反應(yīng)路徑的作用機(jī)制。該研究為CO₂和生物呋喃的共轉(zhuǎn)化提供了新思路。

該論文第一作者是夏聲鵬博士、趙坤研究員、高云飛教授，通訊作者為王占東研究員和鄭安慶研究員。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和廣東省杰出青年基金項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/ange.202420779